1、第3课时硝酸的性质及氮循环对环境的影响基础过关练题组一硝酸的氧化性1.下列关于硝酸的叙述正确的是()A.NO2溶于水生成硝酸,所以NO2是酸性氧化物B.硝酸可与活泼金属反应生成盐和氢气C.浓硝酸显黄色是因为溶有NO2D.硝酸与木炭的反应中,硝酸既表现氧化性又表现酸性2.(2020山东济南历城二中高一上期末)下列各组反应中,硝酸既表现了氧化性,又表现了酸性的是()A.C+HNO3B.H2S+HNO3C.Fe(OH)3+HNO3D.Cu+HNO3题组二硝酸与浓硫酸性质的比较3.下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述,正确的是()A.常温下都可用铜质容器贮存B.露置在空气中,容器内酸溶液的质量都减小C.常温下
2、都能与铜反应D.露置在空气中,容器内酸溶液的浓度都减小4.(2020北京房山高一上期末)下列反应中,不能体现HNO3的酸的通性的是()A.4HNO3(浓)+S SO2+4NO2+2H2OB.HNO3+NaOH NaNO3+H2OC.2HNO3+CuO Cu(NO3)2+H2OD.2HNO3+CaCO3 Ca(NO3)2+CO2+H2O5.(2020河北邢台高一上期末)下列化学反应中,一种物质过量,另一种物质仍不能完全反应的是()A.过量的镁与浓硝酸反应B.过量的浓盐酸与MnO2在加热条件下反应C.过量的铜与浓硫酸在加热条件下反应D.过量的稀硝酸与铁反应6.盐酸、硫酸和硝酸是中学阶段常见的“三大
3、酸”。现就“三大酸”与金属铜反应的情况,回答下列问题:(1)稀盐酸与Cu不反应,若在稀盐酸中加入H2O2(常见氧化剂,做氧化剂时还原产物为水)后,则可使铜溶解。该反应的化学方程式为。(2)在一定体积的10 molL-1浓硫酸中加入过量铜片,加热使之反应,被还原的硫酸为0.9 mol。则浓硫酸的实际体积(填“大于”“等于”或“小于”)180 mL。若使剩余的铜片继续溶解,可在其中加入硝酸盐溶液(如KNO3溶液),则该反应的离子方程式为。(3)根据如图操作及现象推断酸X是(填字母)。A.浓盐酸B.浓硫酸C.浓硝酸题组三硝酸与金属反应的计算7.(2020安徽淮北师大附中高一上月考)在Cu与稀HNO3
4、的反应中,若有1 mol HNO3被还原,则被氧化的Cu的物质的量为()A.83 molB.38 molC.3 molD.32 mol8.对于1 L H2SO4和HNO3的混合溶液,若H2SO4和HNO3物质的量浓度存在关系:c(H2SO4)+c(HNO3)=1.2 mol/L,则理论上最多能溶解铜的物质的量为()A.0.40 molB.0.45 molC.0.72 molD.0.80 mol题组四氮循环对环境的影响9.(2020河北唐山一中高一上期末)环境污染已成为人类社会面临的重大威胁,下列污染现象中与NO2无关的是()A.臭氧空洞B.光化学烟雾C.温室效应D.酸雨10.C、N、S的氧化物
5、中许多是工业上重要的化工原料,但是当它们分散到空气中时,会带来很多环境问题。下列有关这些元素的氧化物的说法不正确的是()A.开发利用太阳能、水能、风能、氢能等新能源有利于减少这些氧化物的产生B.这些氧化物使雨水的pH7,我们把pH7的雨水称为酸雨C.N与S的氧化物能直接危害人体健康,引发呼吸道疾病D.“温室效应”与二氧化碳的排放有着直接的关系11.(2020江苏扬州中学高一上期中)反应2NO+2CO N2+2CO2可应用于汽车尾气的净化。下列说法正确的是()A.该反应属于置换反应B.CO是氧化剂C.NO发生了还原反应D.每转移2 mol电子,生成22.4 L CO2能力提升练题组一硝酸的氧化性
6、1.(2020安徽淮北师大附中高一上月考,)一定质量的铜分别与足量的稀硝酸和浓硝酸完全反应,在相同条件下用排水法收集反应产生的气体,下列叙述正确的是()A.硝酸浓度越大,硝酸被还原后的生成物的价态越低,对应的硝酸的氧化性越弱B.硝酸浓度不同,生成Cu(NO3)2的物质的量不同C.硝酸浓度越大,产生的气体越少D.两者用排水法收集到的气体体积相等题组二硝酸与浓硫酸性质的比较2.()下列情况下,金属或氧化物可以完全溶解的是()A.1 mol Zn与含1 mol HCl的稀盐酸共热B.1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸共热C.1 mol Cu与含4 mol HNO3的浓硝酸反应D.1
7、mol MnO2与含4 mol HCl的浓盐酸共热3.()木炭跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图所示装置),下列有关说法错误的是()A.洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡B.在Z导管出来的气体中有二氧化碳C.洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡D.在Z导管口有红棕色气体出现题组三硝酸与金属反应的计算4.(2020福建福州高三上调研,)某浓度稀HNO3与金属M反应时,能得到+2价硝酸盐,反应时M与HNO3的物质的量之比为512,则反应时HNO3的还原产物是()A.NH4NO3B.N2C.N2OD.NO5.(2020山西运城高一上期末,)向500 mL稀硝
8、酸中加入一定量的铁粉,铁粉完全溶解后,放出NO 6.272 L(标准状况下),同时溶液质量增加11.2 g。下列判断不正确的是(深度解析)A.原HNO3溶液的物质的量浓度为2.24 molL-1B.原溶液中投入铁粉的物质的量是0.2 molC.反应后溶液中c(Fe3+)c(Fe2+)=23D.反应后的溶液还可以溶解铜粉4.48 g题组四氮循环对环境的影响6.(2020山东烟台高三上期中,)践行绿水青山就是金山银山的发展理念,就要做好大气污染和水污染防治。(1)为落实“五水共治”,某工厂拟综合处理含NH4+废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考虑其他成分),设计了如下流程:
9、气体1中主要含有。已知X是空气,通入过量X是否合理(填“是”或“否”),理由是;NaNO2溶液综合处理含NH4+废水时,发生反应的离子方程式为;捕获剂所捕获的气体成分主要是。(2)为了提高汽车尾气中NOx的去除率,有效降低NOx的排放,可以采用NSR(NOx储存还原)处理。其工作原理:NOx的储存和还原在不同时段交替进行,如图a所示。图a图b通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是。用H2模拟尾气中还原性气体研究Ba(NO3)2的催化还原过程,该过程分两步进行,图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应的化学方程式为。有人根据上述模拟过程认为
10、,使用了催化反应器虽然能将NOx转化为N2,但从环保角度汽车仍然需要限行。请简述限行的理由:。答案全解全析基础过关练1.C2.D3.D4.A5.C7.D8.C9.C10.B11.C1.CNO2溶于水生成硝酸,同时还生成NO,所以NO2不是酸性氧化物,A项错误;硝酸与活泼金属反应得不到氢气,B项错误;浓硝酸显黄色是因为硝酸分解生成的NO2溶解在浓硝酸中,C项正确;硝酸与木炭的反应中,硝酸只表现氧化性,不表现酸性,D项错误。2.DA项,发生的反应为C+4HNO3(浓) CO2+4NO2+2H2O,硝酸只表现氧化性;B项,H2S被HNO3氧化,硝酸只表现氧化性;C项,Fe(OH)3和HNO3发生酸碱
11、中和反应,硝酸表现酸性;D项,发生反应的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O或Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,硝酸既表现了氧化性,又表现了酸性。3.D常温下Cu与浓HNO3反应,故浓HNO3不能用铜质容器贮存;露置在空气中,硝酸挥发,浓H2SO4吸收空气中的水蒸气,故酸溶液的浓度都减小,浓HNO3质量减小,浓H2SO4质量增加;铜与浓硫酸在加热条件下才反应。4.AA项,硝酸中氮元素的化合价降低,得到电子,硝酸体现氧化性,不能体现酸的通性;B项,HNO3和NaOH发生酸碱中和反应,体现酸的通性;C项,HNO3与碱性氧化物CuO的
12、反应,体现酸的通性;D项,HNO3与CaCO3发生反应,体现酸的通性。5.CA项,过量的镁与浓硝酸反应,浓硝酸和稀硝酸都具有强氧化性,都能与镁反应,硝酸能完全反应;B项,在加热条件下二氧化锰能与浓盐酸反应,浓盐酸过量,二氧化锰可以反应完;C项,铜在加热条件下能与浓硫酸反应,随着反应的进行,硫酸的浓度变稀,铜与稀硫酸不反应,所以硫酸不能反应完;D项,硝酸具有强氧化性,过量的稀硝酸能使铁反应完。6.答案(1)Cu+H2O2+2HCl2H2O+CuCl2(2)大于3Cu+2NO3-+8H+3Cu2+2NO+4H2O(3)B解析(1)根据题意可知,在盐酸存在的条件下,H2O2与铜发生氧化还原反应,H2
13、O2做氧化剂,铜做还原剂。(2)浓硫酸和Cu发生氧化还原反应,稀硫酸和Cu不反应,所以当被还原的硫酸为0.9 mol时,浓硫酸的实际体积一定大于根据方程式计算的理论值。(3)将酸X加入铁粉中,铁粉未见溶解,加入水中后溶解,向反应后的溶液中滴加BaCl2 溶液,产生白色沉淀,说明酸X是浓硫酸。7.D铜与稀硝酸发生反应:3Cu+8HNO3 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,反应中Cu元素的化合价由0价升高为+2价,N元素的化合价由+5价降低为+2价,设被氧化的Cu的物质的量为n,则n2=1 mol(5-2),解得n=1.5 mol,故选D。8.C硝酸与铜反应生成硝酸铜,硝酸铜中的硝酸根离子与硫
14、酸中的氢离子可以继续与Cu反应,故离子方程式为3Cu+2NO3-+8H+3Cu2+2NO+4H2O,硝酸根离子的浓度与氢离子的浓度之比为14时,溶解的铜最多。设硫酸的物质的量为x mol,硝酸的物质的量为y mol,则x+y=1.2,y2x+y=14,解得x=0.72,y=0.48。故溶解铜的物质的量最多为n(Cu)=n(NO3-)32=0.48 mol32=0.72 mol,C正确。9.CNO2的大量排放会破坏臭氧层、形成光化学烟雾和酸雨等大气环境问题,NO2不是产生温室效应的气体,故选C。10.BpH小于5.6的雨水称为酸雨,B项错误。11.C反应2NO+2CO N2+2CO2,反应物中不
15、存在单质,不属于置换反应,故A错误;C元素的化合价升高,则CO为还原剂,故B错误;N元素的化合价降低,则NO为氧化剂,发生还原反应,故C正确;气体所处状况不知,无法求体积,故D错误。能力提升练1.D2.C3.A4.B5.B1.D硝酸的浓度越大氧化性越强,故A错误;等量的Cu与酸反应,生成Cu(NO3)2的物质的量相同,故B错误;等量的Cu与酸反应,浓硝酸反应生成的气体多,故C错误;因为3NO2+H2O 2HNO3+NO,最终收集到的气体均为NO,由得失电子守恒可知,相同条件下收集到的NO的体积相等,故D正确。2.CB、D项中浓硫酸和浓盐酸随着反应的进行,浓度变小,反应停止,故酸均不足,Cu和M
16、nO2均有剩余;A项中H+不足;C项中Cu与HNO3开始时按物质的量之比14反应,随着反应的进行HNO3浓度减小,Cu与HNO3按物质的量之比38反应,故酸过量,Cu能全部溶解。3.A木炭跟浓硫酸共热产生H2O、SO2和CO2,铜跟浓硝酸反应产生的气体为NO2,将题述气体X和气体Y同时通入足量BaCl2溶液中,SO2和NO2会发生氧化还原反应:SO2+NO2+H2O H2SO4+NO,H2SO4能与氯化钡反应生成BaSO4,CO2与氯化钡不反应,没有BaCO3生成,故A错误、C正确;NO、CO2不与氯化钡反应,从Z导管中逸出,故B正确;反应生成的NO在Z导管口与空气中的氧气反应生成NO2,呈红
17、棕色,故D正确。4.B稀HNO3与金属M反应时,能得到+2价硝酸盐M(NO3)2,反应时M与HNO3的物质的量之比为512,若12 mol硝酸反应时10 mol硝酸表现酸性,2 mol硝酸表现氧化性,可知5 mol M失去的电子与2 mol HNO3得到的电子数目相等,设还原产物中N元素的化合价为x,则5 mol(2-0)=2 mol(5-x),解得x=0,即硝酸的还原产物为N2,故选B。5.BNO的物质的量为6.272 L22.4 Lmol-1=0.28 mol,m(NO)=0.28 mol30 gmol-1=8.4 g,根据题意可知参加反应的铁粉的质量为11.2 g+8.4 g=19.6
18、g,铁粉的物质的量为0.35 mol,生成0.28 mol NO转移电子的物质的量为0.84 mol,0.35 mol Fe完全转化为Fe2+转移电子的物质的量为0.70 mol,完全转化为Fe3+转移电子的物质的量为1.05 mol,所以溶液中Fe2+、Fe3+都有,故HNO3完全反应;设Fe2+的物质的量为n,则Fe3+的物质的量为0.35 mol-n,根据得失电子守恒可得2n+3(0.35 mol-n)=0.84 mol,n=0.21 mol。反应共消耗HNO3的物质的量为0.21 mol2+3(0.35 mol-0.21 mol)+0.28 mol=1.12 mol,c(HNO3)=1
19、.12mol0.5 L=2.24 molL-1,故A正确;投入的铁粉为0.35 mol,故B不正确;溶液中c(Fe3+)c(Fe2+)=n(Fe3+)n(Fe2+)=0.14 mol0.21 mol=23,故C正确;根据2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+可知,溶液中还能溶解铜的物质的量为0.07 mol,质量为0.07 mol64 gmol-1=4.48 g,故D正确。金属与硝酸的反应是氧化还原反应,此类问题常利用得失电子守恒、原子守恒进行解答。6.答案(1)N2、NO、CO否会使部分NO最终转化为NaNO3,降低含NH4+废水的处理效果NH4+NO2- N2+2H2OCO(2)BaO8H2+
20、Ba(NO3)2 BaO+2NH3+5H2O催化反应器的使用增加了NH3的排放,对环境产生污染解析(1)工业废气中CO2、SO2可被石灰乳吸收,生成的固体1为CaCO3、CaSO3,气体1是不能被过量石灰乳吸收的N2、NO、CO;气体1通入气体X,用氢氧化钠溶液处理后得到NaNO2,X可为空气,但不能过量,否则得到硝酸钠,NaNO2与含有NH4+的溶液反应生成无污染气体,发生反应的离子方程式为NH4+NO2- N2+2H2O;气体2中含有CO、N2,捕获剂所捕获的气体主要是CO。(2)由图示可知BaO和NOx反应生成Ba(NO3)2,Ba(NO3)2再还原为N2,则储存NOx的物质为BaO;第一步反应中H2被氧化生成水,氢元素化合价由0价升高到+1价,Ba(NO3)2中氮元素化合价由+5价降低到-3价,反应的化学方程式为8H2+Ba(NO3)2 BaO+2NH3+5H2O;催化反应器使用增加了氨气的排放,对环境有污染,所以汽车仍然需要限行。
